C++泛型編程詳解

泛型編程與面向?qū)ο缶幊痰哪繕?biāo)相同，即使重用代碼和抽象通用概念的技術(shù)更加簡單。但是面向?qū)ο缶幊虖?qiáng)調(diào)編程的數(shù)據(jù)方面，泛型編程強(qiáng)調(diào)的是獨(dú)立于特定數(shù)據(jù)類型。

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這一篇介紹一下 C++ 編程中與面向?qū)ο蟛⒘械牧硪淮蠓种А盒途幊?，這一篇主要介紹函數(shù)模板、類模板和成員模板三大部分

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泛型編程

模板是泛型編程的一種重要思想，STL(Standard Template Library，標(biāo)準(zhǔn)模板庫)是采用模板實(shí)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)例
函數(shù)模板

對比函數(shù)重載(同一作用域內(nèi)函數(shù)名相同，參數(shù)列表不同的函數(shù))，函數(shù)模板只需要一個(gè)函數(shù)就實(shí)現(xiàn)了函數(shù)重載的部分功能(參數(shù)個(gè)數(shù)相同類型不同，函數(shù)重載需要定義多個(gè)同名參數(shù)列表不同的函數(shù))

template // 這也可以寫 template 此處的 class 和 typename 作用相同
void tfunc(T& t, Y& y) {
 cout << t << " " << y << endl;
}
int n = 2;
double d = 2.1;
tfunc(n, d);

// 運(yùn)行結(jié)果：2 2.1

函數(shù)模板具體化，函數(shù)模板具體化就是將某一(某幾)個(gè)要處理的類型單獨(dú)處理，需要單獨(dú)寫一個(gè)實(shí)現(xiàn)，形式是 template<> void fun(type& t);，函數(shù)模板的具體化和普通函數(shù)可以同時(shí)存在，調(diào)用順序是普通函數(shù) > 函數(shù)模板具體化 > 模板函數(shù)

// ====== 測試一：函數(shù)模板針對特殊數(shù)據(jù)類型具體化 ======
struct Node {
 int val;
 Node* next;
};
// 函數(shù)模板
template 
void tfunc(const T& t) {
 cout << "template: " << t << endl;
}
// 函數(shù)模板具體化(用于處理Node類型數(shù)據(jù))
template<> 
void tfunc(const Node& node) {
 cout << "template: " << node.val << endl;
}
// 函數(shù)模板具體化(用于處理int類型數(shù)據(jù))
template<> 
void tfunc(const int& n) {
 cout << "template: " << n << endl;
}
// 普通函數(shù)
void tfunc(const int& n) {
 cout << "tfunc(): " << n << endl;
}
double d = 2.1;
tfunc(d); // 函數(shù)模板未具體化double類型函數(shù)，調(diào)用模板
Node node{ 2, nullptr };
tfunc(node); // 函數(shù)模板具體化Node類型函數(shù)，調(diào)用函數(shù)模板的具體化
int n = 2;
tfunc(n); // 函數(shù)模板具體化int類型函數(shù)，也存在普通函數(shù)，調(diào)用普通函數(shù)
// ====== 測試二：函數(shù)模板部分具體化 ======
template
void tfunc(T1 t1, T2 t2) {
 cout << typeid(T1).name() << " and " << typeid(T2).name() <<": " << t1 << " " << t2 << endl;
}
template
void tfunc(T1 t1, int i) {
 cout << typeid(T1).name() << " and " << "int: " << t1 << " " << i << endl;
}
template
void tfunc(long l, T2 t2) {
 cout << "long and " << typeid(T2).name() << ": " << l << " " << t2 << endl;
}
template<>
void tfunc(short l, int i) {
 cout << "long and int: " << l << " " << i << endl;
}
// 分別調(diào)用以上四個(gè)模板函數(shù)
tfunc(char('c'), char('c'));
tfunc(char('c'), int(10));
tfunc(long(10), char('c'));
tfunc(short(10), int(10));

函數(shù)模板實(shí)例化，讓編譯器生成指定類型的函數(shù)定義，不用寫函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，形式是 template void fun(type& t);

// 函數(shù)模板
template 
void tfunc(const T& t) {
 cout << "template: " << t << endl;
}

// 函數(shù)模板實(shí)例化，不用寫函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，編譯器會(huì)生成該類型的模板具體化函數(shù)
template void tfunc(const char& c);

類模板

類模板可以指定默認(rèn)模板參數(shù)(函數(shù)模板不可以)，跟函數(shù)參數(shù)的默認(rèn)值一樣，必須從右向左連續(xù)賦值默認(rèn)類型，如果實(shí)例化對象時(shí)又傳遞了類型，默認(rèn)類型會(huì)被覆蓋掉，跟函數(shù)參數(shù)是一樣的
創(chuàng)建對象時(shí)需要傳遞模板參數(shù)列表，模板參數(shù)列表加在類名后面 ClassName< typename T > classN; 如果類的模板參數(shù)列

表有默認(rèn)值，可以不傳模板參數(shù)，但一定要加 <> 如 ClassName< > classN; 創(chuàng)建堆區(qū)對象的時(shí)候，所有的類名稱后面都要加模板參數(shù)列表，如 ClassName< typename T >* classN = new ClassName< typename T>; 除了類內(nèi)，其他地方出現(xiàn) ClassName 的地方一般都要加模板參數(shù)列表

template // 此處指定了模板默認(rèn)參數(shù)，部分指定必須從右到左指定
class Test {
public:
 Test(T t, Y y) : t(t), y(y) {
 }
 void tfunc();
private:
 T t;
 Y y;
};
template // 類模板的函數(shù)在類外實(shí)現(xiàn)，需要加上模板參數(shù)列表，但不需要加指定的默認(rèn)模板參數(shù)
void Test::tfunc() { // 類外使用Test需要加模板參數(shù)
 cout << t << " " << y << endl;
}
int n = 2;
double d = 2.1;
Test test(n, d); // 此處如果使用默認(rèn)模板參數(shù)可定義為 Test<> test(int(2), char('a'));
test.tfunc();
// 運(yùn)行結(jié)果：2 2.1

類模板的繼承，類模板被繼承后參數(shù)的傳遞方式主要有兩種，一種是直接在子類繼承父類的時(shí)候，為父類指定固定的類型，二是通過子類模板參數(shù)列表傳遞

// ====== 測試一 ======
template
class A {
public:
 A(T t, Y y) {
 }
};
class Test : public A { // 父類是類模板，子類是普通類
public:
 Test() : A(2, 2.1) {
 }
};
Test();
// ====== 測試二 ======
template
class A {
public:
 A(T t) {
 }
};
template
class Test : public A {
public:
 Test(X x, Z z, P p) : A(x) {
 }
};
Test(int(2), double(2.1), char('a'));

類模板的多態(tài)，在創(chuàng)建對象時(shí)，分為子類沒有模板(CFather*cf = new CSon;)和子類有模板(CFather *cf = new CSon)兩種，子類和父類的模板參數(shù)列表可以不一樣，但一定要對應(yīng)好

// ====== 測試一 ======
template 
class A {
public:
 virtual void tfunc(T t, Y y) = 0;
};
class Test : public A { 
public:
 virtual void tfunc(int n, double d) {
 cout << n << " " << d << endl;
 }
};
// 父類是類模板，子類是普通類，在多態(tài)情況下父類需要指定模板參數(shù)，子類就不用了
A* a = new Test;
a->tfunc(2, 2.1);
// 運(yùn)行結(jié)果：2 2.1
// ====== 測試二 ======
template 
class A {
public:
 virtual void tfunc(T t, Y y) = 0;
};
template
class Test : public A {
public:
 virtual void tfunc(X x, P p) {
 cout << x << " " << p << endl;
 }
};

// 父類是類模板，子類是類模板，在多態(tài)情況下父類和子類都需要指定模板參數(shù)
A* a = new Test;
a->tfunc(2, 2.1);
// 運(yùn)行結(jié)果：2 2.1

類模板具體化，類模板的具體化分為部分具體化和全部具體化兩種

template
class Test {
public:
 Test() {
 cout << "T1 and T2" << endl;
 }
};
// 部分具體化
template
class Test {
public:
 Test() {
 cout << "T1 and int" << endl;
 }
};
// 部分具體化
template
class Test {
public:
 Test() {
 cout << "long and T2" << endl;
 }
};
// 全部具體化
template<>
class Test {
public:
 Test() {
 cout << "long and int" << endl;
 }
};
// 分別創(chuàng)建上面四個(gè)類
Test();
Test();
Test();
Test();

成員模板

成員模板簡單說就是模板中的模板

class Base1 { };
class Base2 { };
class Test1 : public Base1 { };
class Test2 : public Base2 { };
template 
class Pair {
public:
 T1 t1;
 T2 t2;
 Pair(T1 t1, T2 t2) : t1(t1), t2(t2) {
 }
 // 類模板中的成員模板
 template
 Pair(const Pair& pair) : t1(pair.t1), t2(pair.t2){
 }
};
Pair(Pair(new Test1, new Test2));

如果未特殊說明，以上測試均是在win10 vs2017 64bit編譯器下進(jìn)行的

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的C++ 泛型編程，希望對大家有所幫助！

本文題目：C++泛型編程詳解
文章位置：http://weahome.cn/article/ieipcp.html

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